[发明专利]一种基于3D打印技术的聚合物先驱体制多孔磁性陶瓷系统及其制备方法

权利要求书

1.一种基于3D打印技术的聚合物先驱体制多孔磁性陶瓷系统，其特征在于，所述系统包括：浆料配置单元、3D打印机和煅烧锅炉；

所述浆料配置单元包括：预处理罐和超声搅拌釜；

所述预处理罐用于制备改性造孔剂，

所述超声搅拌釜用于将改性造孔剂、磁性纳米颗粒、惰性填料与聚合物先驱体加入有机溶剂中进行搅拌混合，并通过超声波处理挥发有机溶剂，得到打印浆料；

所述3D打印机利用打印浆料打印得到素胚；

所述煅烧锅炉煅烧素胚得到多孔磁性陶瓷。

2.一种制备方法，用于制备权利要求1所述的多孔磁性陶瓷，其特征在于，包括以下步骤：

A：浆料配置

将有机造孔剂倒入预处理罐中，并添加改性剂进行改性，处理得到改性造孔剂；

将改性造孔剂、磁性纳米颗粒、惰性填料与聚合物先驱体加入超声搅拌釜中，并添加有机溶剂进行高速搅拌混合，并通过超声波处理挥发有机溶剂，得到打印浆料；

其中：造孔剂∶纳米磁性颗粒∶惰性填料∶陶瓷先驱体质量比为：5-50∶1-20∶1-20∶50-150，打印浆料在1s^-1剪切速率下的粘性为200Pa·s-1500Pa·s；

B：素胚制备

将步骤A中得到的打印浆料置于3D打印机中，并通过墨水直写3D打印得到素胚；

C：气氛烧结

将步骤B得到的素胚置于煅烧锅炉中在30-50℃条件下干燥5-15小时，再在氩气气氛下经500-1200℃恒温烧结0.5-5小时后，随炉冷却至室温得到多孔磁性陶瓷。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤A中，所述有机造孔剂为：淀粉、天然纤维、纳米晶纤维素中的一种或多种混合；

所述改性剂为硅烷偶联剂、琥珀酸酐、氢氧化钠溶液中的一种。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤A中，所述磁性纳米颗粒为：铁、钴、镍的单质或其化合物中的一种或多种混合，磁性纳米颗粒外包裹有聚合物层或二氧化硅层。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤A中，所述惰性填料为：碳化硅粉末、氮化硅粉末、二氧化硅粉末、氧化锆粉末、氧化铝粉末中的一种或多种混合，且所述惰性填料通过表面处理，粒径小于1μm。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤A中，所述聚合物先驱体为：聚碳硅烷、聚硅氧烷、聚硅烷、聚硅氮烷中的一种或多种混合。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤A中，所述有机溶剂为：正己烷、环己烷、异丙醇、二甲苯、四氢呋喃、甲苯中的一种或多种混合。